LAN 102: Matériel et assemblage réseau

Commutateurs pour réseaux Ethernet Comme vous l’avez vu, les réseaux de groupes de travail Ethernet modernes, qu’ils soient sans fil ou câblés avec un câble UTP, sont généralement disposés en étoile. Le centre de l'étoile utilise un périphérique de connexion multiport qui peut être un concentrateur ou un commutateur. Bien que les co

Commutateurs pour réseaux Ethernet

Comme vous l’avez vu, les réseaux de groupes de travail Ethernet modernes, qu’ils soient sans fil ou câblés avec un câble UTP, sont généralement disposés en étoile. Le centre de l'étoile utilise un périphérique de connexion multiport qui peut être un concentrateur ou un commutateur. Bien que les concentrateurs et les commutateurs puissent tous deux connecter le réseau, et qu’ils disposent de plusieurs fonctionnalités dans des commutateurs communs, ils sont normalement utilisés de nos jours. Les différences entre eux sont significatives et sont traitées dans les sections suivantes.

Tous les commutateurs Ethernet ont les caractéristiques suivantes:

  • Plusieurs connecteurs UTP 8P8C (RJ-45)
  • Lumières de diagnostic et d'activité
  • Une alimentation


Les commutateurs Ethernet se présentent sous deux formes: gérés et non gérés. Les commutateurs gérés peuvent être directement configurés, activés ou désactivés ou contrôlés par un opérateur de réseau. Ils sont couramment utilisés sur les réseaux d'entreprise. Les réseaux de groupe de travail et de bureau à domicile utilisent des commutateurs non gérés moins coûteux, qui connectent simplement les ordinateurs du réseau en utilisant les systèmes qui y sont connectés pour fournir une interface de gestion pour ses fonctions configurables.

Des voyants lumineux situés à l'avant du commutateur indiquent les connexions utilisées par les ordinateurs. Certains indiquent également si une connexion en duplex intégral est utilisée. De plus, les commutateurs à plusieurs vitesses peuvent indiquer la vitesse de connexion utilisée sur chaque port. Un commutateur doit avoir au moins un connecteur UTP 8P8C (RJ45) pour chaque ordinateur auquel vous souhaitez vous connecter.

Comment les commutateurs fonctionnent

Les réseaux Ethernet UTP étaient à l'origine câblés à l'aide de concentrateurs. Lorsqu'un ordinateur spécifique envoie un paquet de données à un autre ordinateur spécifique via un concentrateur, le concentrateur ne sait pas à quel port l'ordinateur de destination est connecté. Il diffuse donc le paquet sur tous les ports et ordinateurs connectés, créant ainsi un grande quantité de trafic inutile car les ports et les systèmes reçoivent des données réseau même si elles ne leur sont pas destinées.

Les commutateurs, comme le montre la figure ci-dessous, sont similaires aux concentrateurs en termes de facteur de forme et de fonction, mais leur fonctionnement réel est très différent. Comme pour les concentrateurs, ils connectent les ordinateurs d’un réseau Ethernet les uns aux autres. Cependant, au lieu de diffuser les données vers tous les ports et ordinateurs du réseau en tant que concentrateurs, les commutateurs utilisent une fonctionnalité appelée stockage d’adresses, qui vérifie la destination de chaque paquet de données et l’envoie directement au port / ordinateur auquel il est destiné. Ainsi, un commutateur peut être comparé à un central téléphonique, établissant des connexions directes entre l’émetteur d’un appel et le récepteur.

Étant donné que les commutateurs établissent une connexion directe entre le PC d'origine et le PC récepteur, ils fournissent également la bande passante complète du réseau à chaque port. Les concentrateurs, en revanche, doivent subdiviser la bande passante du réseau par le nombre de connexions actives sur le réseau, ce qui signifie que la bande passante augmente et diminue en fonction de l’activité du réseau.

Par exemple, supposons que vous disposiez d'un groupe de travail réseau à quatre stations utilisant des cartes réseau 10/100 et un concentrateur Fast Ethernet. La bande passante totale du réseau est de 100 Mb / s. Cependant, si deux stations sont actives, la bande passante effective disponible pour chaque station tombe à 50 Mb / s (100 Mb / s divisés par 2). Si les quatre stations sont actives, la bande passante effective chute à seulement 25 Mb / s (100 Mb / s divisés par 4)! Ajoutez des utilisateurs plus actifs et la bande passante effective continue à diminuer.

Si vous remplacez le concentrateur par un commutateur, la bande passante effective pour chaque station reste à 100 Mb / s, car le commutateur ne diffuse pas de données à toutes les stations.

La plupart des commutateurs prennent également en charge le duplex intégral (transmission et réception simultanées), ce qui permet de doubler la bande passante nominale de 100 Mbits / s, ou 200 Mbits / s. Le tableau suivant résume les différences entre les deux appareils.

Comparaison des concentrateurs et commutateurs Ethernet
Fonctionnalité
Centre
Commutateur
Bande passanteDivisé par le nombre total de ports utilisésDédié à chaque port utilisé
Transmission de donnéesDiffusion sur tous les ordinateurs connectésDiffusion uniquement sur l'ordinateur récepteur
Support duplexSemi-duplexDuplex intégral lorsqu'il est utilisé avec des cartes réseau en duplex intégral


Comme vous pouvez le constater, l'utilisation d'un commutateur au lieu d'un concentrateur augmente considérablement la vitesse effective d'un réseau, même si tous les autres composants restent les mêmes. À l'origine, les commutateurs étaient très chers, de sorte que de nombreux réseaux ont été construits à l'aide de concentrateurs. Mais une fois que le prix d'un commutateur est tombé à un niveau égal ou inférieur au coût d'un hub, les hubs sont devenus obsolètes.

Remarque: les routeurs câblés et sans fil (un routeur connecte un réseau local à un périphérique fournissant un accès Internet, tel qu'un modem câble ou DSL) intègrent généralement le duplex intégral 10/100 (Fast Ethernet) ou 10/100/1000 ( Gigabit Ethernet) commutateurs.

Pour plus d'informations sur les routeurs, reportez-vous à la section Mise à niveau et réparation de PC de Scott Mueller, 20ème édition, "Routeurs pour le partage Internet", p. 787 (Chapitre 16, "Connectivité Internet").

À ce stade, le coût inférieur et les performances nettement supérieures des commutateurs signifient que vous devriez envisager de remplacer tous les concentrateurs qui pourraient encore être utilisés.

Fonctions de commutateur supplémentaires dont vous pourriez avoir besoin

La plupart des commutateurs disposent des fonctionnalités standard ou facultatives suivantes:

  • Capacité Multispeed - Les commutateurs prennent en charge plusieurs vitesses. Cela signifie que vous pouvez combiner des clients gigabit Ethernet (1000BASE-TX), Fast Ethernet (100BASE-TX) et 10BASE-T sur le même réseau, chacun fonctionnant à la vitesse maximale possible. Aujourd'hui, je recommande d'acheter uniquement des commutateurs Gigabit, car la plupart des cartes réseau prennent désormais en charge les vitesses gigabit.
  • Des ports "supplémentaires" au-delà de vos besoins actuels - Si vous connectez quatre ordinateurs sur un petit réseau, vous n’avez besoin que d’un commutateur à quatre ports, le plus petit généralement disponible. Mais si vous achetez un commutateur avec seulement quatre ports et que vous souhaitez ajouter un autre PC client au réseau, vous devez ajouter un second commutateur ou remplacer le commutateur par un plus grand avec plus de ports.


Au lieu de cela, prévoyez l'avenir en achetant un commutateur capable de gérer la croissance prévue de votre réseau au cours de la prochaine année. Si vous prévoyez de connecter plus de quatre postes de travail, achetez au moins un commutateur à huit ports. (Le coût par connexion diminue à mesure que vous achetez des concentrateurs et des commutateurs avec plus de connexions.) Même si vous pouvez facilement interconnecter des commutateurs supplémentaires, il est généralement plus économique d'utiliser le moins de commutateurs possible.

Remarque: le port de liaison montante de votre commutateur (ou concentrateur) connecte l'appareil à un routeur ou à un périphérique de passerelle fournissant une connexion Internet à votre réseau. Lorsque plusieurs commutateurs doivent être utilisés, ils sont généralement connectés directement au routeur ou à la passerelle au lieu d'être chaînés (ou empilés) l'un de l'autre.

Les commutateurs modernes disposent de ports Auto-MDIX (crossover d'interface automatique dépendant du support) qui permettent aux commutateurs d'être connectés ensemble via l'un des ports, sans utiliser de câbles croisés spéciaux. Les anciens commutateurs (ou concentrateurs) utilisaient des ports de liaison montante pour permettre la connexion de commutateurs supplémentaires.

Positionnement du commutateur

Bien que les grands réseaux disposent d'une armoire de câblage à proximité du serveur, les réseaux locaux de taille de groupe de travail présents dans un réseau de petites entreprises / bureaux à domicile (SOHO) ne nécessitent évidemment rien de tel. Cependant, l'emplacement du commutateur est important, même si votre réseau local repose actuellement uniquement sur une architecture Ethernet sans fil.

Les commutateurs Ethernet (et les concentrateurs) requièrent une alimentation électrique, qu’il s’agisse de petites unités utilisant un bloc d’alimentation ou des unités plus grandes dotées d’une alimentation interne et d’un cordon d’alimentation à trois broches standard.

En plus de l'alimentation électrique, envisagez de placer le concentrateur ou le commutateur à un endroit où ses voyants seront faciles à voir à des fins de diagnostic et où ses connecteurs 8P8C (RJ45) peuvent être facilement atteints. Ceci est important à la fois quand il est temps d'ajouter un ou deux utilisateurs et quand vous devez effectuer la configuration initiale du commutateur (nécessitant une connexion filaire) ou si vous devez résoudre un problème de connexion sans fil. Dans de nombreux bureaux, le concentrateur ou le commutateur se trouve au coin du bureau, ce qui permet à l'utilisateur de voir les problèmes du réseau en regardant simplement le concentrateur ou le commutateur.

Si le concentrateur ou le commutateur intègre également un routeur pour une utilisation avec un périphérique Internet haut débit, tel qu'un modem DSL ou câble, vous pouvez le placer à proximité du modem câble ou DSL ou à distance si la configuration de votre domicile ou bureau l'exige. Comme le modem câble ou DSL se connecte généralement à votre ordinateur par le même câble de catégorie 5 / 5e / 6 / 6a utilisé pour le réseau Ethernet UTP, vous pouvez exécuter le câble du modem câble ou DSL sur le port WAN du routeur / commutateur et connecter tous les ordinateurs aux ports LAN du routeur / commutateur.

À l'exception de la limite de 100 mètres (328 pieds) pour toutes les formes d'Ethernet UTP (10BASE-T, 100BASE-TX et 1000BASE-TX), les distances entre chaque ordinateur du réseau et le commutateur (ou concentrateur) ne sont pas critique, placez donc le commutateur (ou le concentrateur) partout où vous pouvez fournir de l’alimentation et obtenez un accès facile.

Bien que les réseaux sans fil offrent plus de liberté pour placer le commutateur / point d’accès, vous devez garder à l’esprit les distances (généralement jusqu’à 150 à 250 pieds à l’intérieur pour 802.11b / g / n) et tous Spectre 2, 4 GHz pouvant interférer avec le signal.

Conseil: décidez de l'emplacement de votre concentrateur ou de votre commutateur avant d'acheter le câblage UTP préconçu ou de créer le vôtre; Si vous déplacez le concentrateur ou le commutateur, une partie de votre câblage ne sera plus de la bonne longueur. Bien que les longueurs excessives de câble UTP puissent être enroulées et fixées avec des serre-câbles, les câbles trop courts doivent être remplacés. Vous pouvez acheter des connecteurs 8P8C (RJ45) pour créer un long câble à partir de deux câbles courts, mais vous devez vous assurer que les connecteurs sont de catégorie 5 si vous utilisez Fast Ethernet. Certains fournisseurs vendent encore des connecteurs de catégorie 3 ne supportant que 10 Mb / s. Il est préférable de remplacer le câble trop court par un câble de longueur correcte.

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